JP6566619B2 - 変性ジエン系ゴムの製造方法、並びにそれを用いたゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
上記特許文献3の合成例1に準じた方法により天然ゴムラテックスの酸化開裂を行った。詳細には、天然ゴムラテックス(クォーユー化成社製「LA−NR」、DRC=60質量%、Mw=296万)を、DRC=30質量%に調整し、ラウリル硫酸ナトリウム(ナカライテスク社製)を1質量%の濃度になるように加えた後、天然ゴムラテックス中のポリマー質量100gに対して、過ヨウ素酸(H5IO6)0.7gを加え、更にギ酸を加えてpHを5に調整し、23℃で3時間攪拌して天然ゴムを酸化開裂させた。得られた解重合天然ゴムのMwは228万であった。得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、該解重合ラテックスにゴム分100gあたり5.0gのD−グルコース(和光純薬工業製)を添加し、室温で18時間反応させて変性ゴムラテックスを得た。
実施例1と同様にして得られた変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、当該ラテックスの容量の5倍量のエタノール/水=2/1(質量比)混合溶媒に注ぎ、ギ酸でpHを5以下に調整することでゴム分を凝固させた。得られた凝固物を実施例1と同様に水洗乾燥することにより、グルコースのアルドール縮合で生じた末端基を有する変性天然ゴムNR2を得た。
実施例1と同様にして得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、該解重合ラテックスをそのまま室温で18時間反応させた。その後、得られた変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、ギ酸を用いてpH5に調整した後、85℃のウォーターバス中でゴムが析出するまで加熱した。得られた凝固物を実施例1と同様に水洗乾燥することにより、上記式(2)〜(5)で表される連結基を有する変性天然ゴムNR3(Mw=256万)を得た。
実施例1と同様にして得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、ゴム分100gあたり5.0gのD−フルクトース(和光純薬工業製)を添加し、室温で18時間反応させて変性ゴムラテックスを得た。その後、変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、ギ酸を用いてpH5に調整した後、85℃のウォーターバス中でゴムが析出するまで加熱した。得られた凝固物を実施例1と同様に水洗乾燥することにより、フルクトースのアルドール縮合で生じた末端基を有する変性天然ゴムNR4(Mw=262万)を得た。
実施例1と同様にして得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、ゴム分100gあたり9.6gのマルトース(和光純薬工業製「D(+)−マルトース一水和物」)を添加し、室温で18時間反応させて変性ゴムラテックスを得た。その後、変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、ギ酸を用いてpH5に調整した後、85℃のウォーターバス中でゴムが析出するまで加熱した。得られた凝固物を実施例1と同様に水洗乾燥することにより、マルトースのアルドール縮合で生じた末端基を有する変性天然ゴムNR5(Mw=251万)を得た。
上記特許文献3の合成例5に準じた方法によりスチレンブタジエンゴムラテックスの酸化開裂を行った。詳細には、スチレンブタジエンゴムラテックス(日本ゼオン(株)製「SBRラテックスLX110」、DRC=50質量%、Mw=67万)を、DRC=30質量%に調整し、スチレンブタジエンゴムラテックス中のポリマー質量100gに対して、過ヨウ素酸(H5IO6)0.7gを加え、更にギ酸を加えてpHを5に調整し、23℃で3時間攪拌してスチレンブタジエンゴムを酸化開裂させた。得られた解重合スチレンブタジエンゴムのMwは38万であった。得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、該解重合ラテックスにゴム分100gあたり5.0gのD−グルコース(和光純薬工業製)を添加し、室温で18時間反応させて変性ゴムラテックスを得た。得られた変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、ギ酸を用いてpH5に調整した後、85℃のウォーターバス中でゴムが析出するまで加熱した。得られた凝固物を水洗後、真空乾燥オーブンを用いて40℃で48時間真空乾燥を行うことにより、グルコースのアルドール縮合で生じた末端基を有する変性スチレンブタジエンゴムSBR1(Mw=51万)を得た。
実施例4と同様にして得られた変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、当該ラテックスの容量の5倍量のエタノール/水=2/1(質量比)混合溶媒に注ぎ、ギ酸でpHを5以下に調整することでゴム分を凝固させた。得られた凝固物を実施例4と同様に水洗乾燥することにより、グルコースのアルドール縮合で生じた末端基を有する変性スチレンブタジエンゴムSBR2を得た。
実施例4と同様にして得られた解重合ラテックス(pH5)を水酸化カリウムでpH12に調整した後、該解重合ラテックスをそのまま室温で18時間反応させた。その後、得られた変性ゴムラテックス(DRC=30質量%)を、ギ酸を用いてpH5に調整した後、85℃のウォーターバス中でゴムが析出するまで加熱した。得られた凝固物を実施例4と同様に水洗乾燥することにより、上記式(4)及び(5)で表される連結基を有する変性スチレンブタジエンゴムSBR3(Mw=56万)を得た。
上記で得られた変性天然ゴム及び変性スチレンブタジエンゴムを、三菱化学アナリテック製燃焼装置AQF−100を用いて、酸素気流下、1000℃で完全燃焼させた際に生じたガスを、三菱化学アナリテック製ガス吸収装置GA−100を用いて、吸収液で吸収・酸化させ、ダイオネクス製イオンクロマトグラフIC−1500にダイオネクス製カラムIonPacAS12Aを接続して測定を行った。溶離液には関東化学製ダイオネクスイオンクロマトグラフ陰イオン分析用溶離液AS12Aを、内部標準には和光純薬工業製リン酸標準溶液を、ヨウ素量の検量線作成用サンプルとして東京化成製N−ヨードスクシンイミドを用いた。結果は表1に示す。
上記で得られた変性天然ゴム及び変性スチレンブタジエンゴム(NR1,NR2,NR4,NR5,SBR1,SBR2)について、後記のゴム組成物混練時(第一混合段階)におけるカラメル臭の有無により、糖の残留評価を行った。表1中、「あり」はカラメル臭あり、「なし」はカラメル臭なしを意味する。
バンバリーミキサーを使用し、下記表2に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し(排出温度=160℃)、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。
・STR20:市販品の未変性の天然ゴムSTR20
・シリカ:東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」(BET=200m2/g)
・カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シーストKH」
・シランカップリング剤:エボニック・デグサ社製「Si75」
・オイル:JX日鉱日石エネルギー製「プロセスN140」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1号」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・ワックス:日本精蝋(株)製「OZOACE0355」
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・加硫促進剤CZ:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」
・加硫促進剤D:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
上島製作所製全自動粘弾性アナライザを用いて、周波数10Hz,初期歪10%,測定温度範囲−40℃から100℃,測定温度ステップ2℃,動歪0.5%で測定を行い、60℃のtanδ値を転がり抵抗の指標とした。比較例5の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱しにくく、タイヤに用いたときの転がり抵抗が小さく、低燃費性の優れることを示す。
JIS K6251に準じて、引張試験(ダンベル状3号形)を実施して300%伸張時の応力(S300)を測定し、比較例5の値を100とした指数で表示した。数値が大きいほど、応力が大きく、補強性に優れることを示す。
バンバリーミキサーを使用し、下記表3に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し(排出温度=160℃)、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。表3中の各成分の詳細は表2と同じである。
Claims (5)
- ジエン系ゴムを酸化開裂させることで分解し、分解したジエン系ゴムに還元糖を添加して前記分解したジエン系ゴムの分子末端のアルデヒド基及び/又はケト基に前記還元糖をアルドール縮合で反応させて変性ジエン系ゴムを含むラテックスを得る工程と、
得られたラテックスを加熱することにより変性ジエン系ゴムを凝固させる工程と、
を含む、変性ジエン系ゴムの製造方法。 - 前記変性ジエン系ゴムを含むラテックスを酸性条件下で加熱することにより凝固させる、請求項1記載の変性ジエン系ゴムの製造方法。
- 前記変性ジエン系ゴムを含むラテックスを得る工程では、ジエン系ゴムラテックスに過ハロゲン酸を添加してジエン系ゴムを酸化開裂させることで分解し、分解したジエン系ゴムを含むラテックスを酸性から塩基性に変化させるとともに還元糖を添加し、
前記変性ジエン系ゴムを凝固させる工程では、前記変性ジエン系ゴムを含むラテックスを塩基性から酸性に変化させて、酸性条件下で加熱することにより変性ジエン系ゴムを凝固させる、
ことを特徴とする請求項1記載の変性ジエン系ゴムの製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法により得られた変性ジエン系ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、フィラー5〜150質量部を混合するゴム組成物の製造方法。
- 請求項4記載の製造方法により得られたゴム組成物を用いて空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法。
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